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【摘 要】 随着我国经济的发展以及城市化建设的不断发展和进步,大面积、深基坑施工越来越普遍,其中深基坑工程是地下建筑施工中内容丰富而富于变化的部分,是一项涉及工程土力学、地质、结构力学等众多学科的风险工程。本文主要就对大面积深基坑围护及开挖施工技术进行了分析研究。
【关键词】 大面积深基坑围护,开挖;施工技术
引言:
近年来,随着国民经济的迅速发展,土建工程如雨后春笋逐渐发展起来。其中深基坑工程在土建工程施工中占据着重要的地位,其中深基坑围护施工技术有助于施工安全性与质量的有效提高,而且也为工程施工进度能够正常进行打下基础。
一、工程难点分析
大面积深基坑工程的施工过程要被分为几个阶段进行,针对不同的阶段,它的侧重点都会有所不同。
1、准备设计工作
施工之前对工作的整体设计是非常重要的,它需要实地勘察的准备,对施工地段地质以及周围环境进行整体的勘察。得到具体的实地勘察信息后,将数据进行分析并制定出相应的施工围护结构和基坑降水及开挖的实施方案。最后设计出切实可靠地施工方案用于实施。
2、基坑降水施工
根据勘察结果及区域性地表、地下水资料选择合理、经济、实用性的降水方案。常用降水有管井降水、轻型井点降水、真空降水、明沟集水坑排水等技术措施。基坑降水是用于降低坑内土体含水量,提高坑内土体强度,减少坑底隆起和围护结构的变形量,防止坑外地表过量沉降。提高开挖过程中土体稳定性,防止土层纵向滑坡,以确保施工时基坑底板的稳定。
3、围护结构施工
建筑物稠密的城市中心,深基坑的开挖成为岩土工程的一个重要课题。基坑围护体系,是一个土体、支护结构相互共同作用的有机体,由于周围建筑物及地下管道等因素的制约,对支护结构的安全性有了更高的要求。不仅要能保证基坑的稳定性及坑内作业的安全、方便,而且要使坑底和坑外的土体位移控制在一定范围内,确保邻近建筑物及市政设施正常使用。
4、基坑开挖工作
开挖施工中要尽量控制降水的速度,同时注重对周围建筑的保护以及坑内的地下管线。这些细节都会影响地表沉降的问题,做好对环境的测量和把握,及时分析数据是否超标,避免发生工程事故。如有突发事故,要及时分析原因解决问题,并随时待命做回灌的工作,全面控制深基坑的变形情况,达到安全的工程建设。
二、大面积深基坑围护及开挖重点流程
1、围护结构方式
1.1加固围护方式
使用加固的支护方式,可以采取让水泥土挡墙的方式,并在基地进行加厚加固。这个加固过程并不需要太多的成本,作业的难度系数也不高,完成效率高。但通过这个加固支护的方式,能够有效控制在深基坑边的深层滑坡的情况,同时在抗隆方面作用也非常不错。唯一需要考虑的是,加固围护与周围环境因素有着密切的关系,稍有变故,工作就会进入难以掌控的局面。
1.2土钉墙围护方式
当基坑开始了土方的开挖工程后,可以使用土钉墙的围护方式。具体操作方法是让细长杆件状的土钉定在墙面上,在墙面上喷射钢筋网混凝土面,让墙面形成有混凝土面层、土体和土钉这三个层面的墙体。较上一种加固围护的方式,它的结构较为复杂,只有在深基坑达到8米以上时才能够使用。与之密切相关的因素是周围建筑物的环境,整体工作流程呈现方面的特点,且金钱需求也非常低。
1.3悬臂桩围护方式
这种围护方式所使用的范围都是基坑深度较浅的情况下,且能够与建筑物保持一定的距离。它的操作过程较为复杂,且资金昂贵,耗费时间较长。
1.4桩锚围护方式
桩体在这个围护方式中,体现出良好的保护能力。它能够体现出止水帷幕的一些功能特性,在一定情况下,它的协调能力能够阻挡墙上的水和压力,避免围护结构的变形和窜位。这种围护方式的进行要需要锚杆来在周围维护,发挥稳定固定的效果。针对不同的工作任务,它的需求也有所不同,例如在软基深基坑中,它需要钻孔灌注桩来作为围护,这样工程难度的系数就会大大的加大,工作所需成本也会加大。
1.5喷锚网围护方式
喷锚网围护方式对环境的要求体现在深基坑的土质要为干岩土、足够高的坡边。有需要大范围的进行围护,同时对工艺水平要求较高的情况,这种围护方式就非常适合。它的整体工作方法都非常的前卫,但也会对周围环境产生一定的影响,尤其是对建筑物的影响较大。
1.6地下连续墙围护方式
地下连续墙的优点是对邻近建筑物和地下管线的影响较小,施工时无噪音、无振动,属低公害的施工方法。地下连续墙先施工连续墙两侧土体加固(三轴搅拌桩),在槽壁加固的三轴搅拌桩有一定的强度后,插入进行地下连续墙的导墙施工,导墙达到养护期后,进行地下连续墙施工。
2、大面积深基坑土方开挖技术
基坑开挖完要彻底清理在深基坑周围的荷载。避免因为基坑周围荷载过大而带来的工程安全事故。
土方开挖要做好基坑监测工作,以确保基坑安全的情况下进行施工。如今能够有效实施的开挖方法有逆作法开挖、盆式开挖、中心岛式开挖以及放坡开挖。在这四个开挖方式中,大部分都需要做好围护的工作,除了放坡挖土的工作方式。具体的开挖方式要遵循以下三个顺序,首先要开槽支撑,其次要先撑后挖,最后再进行分层开挖。在施工过程中,要使用井点降水来确保工程的顺利进行。开挖至基坑底时要及时浇筑垫层和底板,减少基坑暴露的时间。
2.1放坡法开挖
在选用放坡法开挖施工时必须要布设多级平台进行分层开挖,每一级平台的宽度选用应不低于1.5m,在进行开挖工作前应选用圆弧滑动简单分条法等,验算边坡的稳定性。通常固结土体可以运用过总应力法确定土体的抗剪强度,并且选择固结快剪峰值指標由基坑大小和土体性质来确定其安全系数;选择该工艺施工应尽可能选在降雨量较少的季节施工便于满足排水要求。 2.2逆作法开挖
该法是由上而下的顺序,先进行地下楼板结构施工,再对土方进行开挖。由于地下结构柱不能在楼板结构施工前完成,所以必须要对楼板结构添加竖向临时支撑,先沿地下建筑轴线或周围其他围护结构向下进行施工,而且要做适当的支撑桩或柱,借此承受施工过程中上部结构自重和施工荷载;该工艺应对开挖深度和基坑边土留设进行严格设计以达到围护结构的要求下先期对土方进行盆式大开挖以保证整个土方开挖的顺利进行,之后则可逐层向下开挖及浇筑各层地下梁板结构直至底板封顶,该工艺因提前对地面部分施工完成而为上部结构施工创造条件,因此在地下土方开挖的同时可进行地上结构施工。
2.3盆式开挖
盆式开挖工艺是先挖出中间部分土体,在周围留出土坡最后挖除,在施工时可利用周围土坡对围护墙起到支撑作用,进而减少围护墙变形。然而在施工中經常有大量的土方不能及时外运,选用该工艺时需对四周的土坡高度、宽度、坡度进行稳定性验算,进而确保安全施工。
2.4中心岛式开挖
中心岛式开挖工艺多选用角撑、边桁架式、环梁式支撑系统,此法可以提高开挖及外运土的速度,如果中间存有较大空间,则可利用中间土台作为支撑点搭设栈桥,施工机械可利用栈桥进入基坑内挖土,运土车辆也可通过栈桥到基坑内运土,因此该工艺尤其适用于超大面积基坑开挖;选用该工艺应验算中间土台高度、边坡坡度及稳定性,尤其在雨季施工应及时进行边坡加固以防滑坡出现;开挖应选用分层施工,通常将第一层全部挖掉并在中间留置土台,周围土体则分层开挖;开挖过程中应尽量缩短土体暴露时间,通常土体在开挖后支撑的安装周期不应超过24h,混凝土支撑则不宜超过48h;选用该工艺施工必须保证开挖顺序与围护结构设计工况一致,并应遵循开槽支撑、先撑后挖、分层开挖及严禁超挖的原则施工,并禁止开挖过程中车辆直接在支撑上通过。
三、结束语
随着时代的步伐在不断前进,深基坑问题也呈现出复杂多样的特点。具体在施工中要做好一切准备,按照地质环境来进行施工,遵循着上述原则,严格把关每个环节,让任务能够高效高质地完成。
参考文献:
[1]陈万立.深基坑在我国发展的现状及主要护方式[J].工程与建设,2009(1):11-13.
[2]宋磊,温庆博.基坑支护结构上的水土压力试验及计算[J].清华大学报,2003(11):1572-1575.
[3]石震东.逆作法工程中主要施工节点的处理[J].建筑施工,2006,28(7):522–523.
【关键词】 大面积深基坑围护,开挖;施工技术
引言:
近年来,随着国民经济的迅速发展,土建工程如雨后春笋逐渐发展起来。其中深基坑工程在土建工程施工中占据着重要的地位,其中深基坑围护施工技术有助于施工安全性与质量的有效提高,而且也为工程施工进度能够正常进行打下基础。
一、工程难点分析
大面积深基坑工程的施工过程要被分为几个阶段进行,针对不同的阶段,它的侧重点都会有所不同。
1、准备设计工作
施工之前对工作的整体设计是非常重要的,它需要实地勘察的准备,对施工地段地质以及周围环境进行整体的勘察。得到具体的实地勘察信息后,将数据进行分析并制定出相应的施工围护结构和基坑降水及开挖的实施方案。最后设计出切实可靠地施工方案用于实施。
2、基坑降水施工
根据勘察结果及区域性地表、地下水资料选择合理、经济、实用性的降水方案。常用降水有管井降水、轻型井点降水、真空降水、明沟集水坑排水等技术措施。基坑降水是用于降低坑内土体含水量,提高坑内土体强度,减少坑底隆起和围护结构的变形量,防止坑外地表过量沉降。提高开挖过程中土体稳定性,防止土层纵向滑坡,以确保施工时基坑底板的稳定。
3、围护结构施工
建筑物稠密的城市中心,深基坑的开挖成为岩土工程的一个重要课题。基坑围护体系,是一个土体、支护结构相互共同作用的有机体,由于周围建筑物及地下管道等因素的制约,对支护结构的安全性有了更高的要求。不仅要能保证基坑的稳定性及坑内作业的安全、方便,而且要使坑底和坑外的土体位移控制在一定范围内,确保邻近建筑物及市政设施正常使用。
4、基坑开挖工作
开挖施工中要尽量控制降水的速度,同时注重对周围建筑的保护以及坑内的地下管线。这些细节都会影响地表沉降的问题,做好对环境的测量和把握,及时分析数据是否超标,避免发生工程事故。如有突发事故,要及时分析原因解决问题,并随时待命做回灌的工作,全面控制深基坑的变形情况,达到安全的工程建设。
二、大面积深基坑围护及开挖重点流程
1、围护结构方式
1.1加固围护方式
使用加固的支护方式,可以采取让水泥土挡墙的方式,并在基地进行加厚加固。这个加固过程并不需要太多的成本,作业的难度系数也不高,完成效率高。但通过这个加固支护的方式,能够有效控制在深基坑边的深层滑坡的情况,同时在抗隆方面作用也非常不错。唯一需要考虑的是,加固围护与周围环境因素有着密切的关系,稍有变故,工作就会进入难以掌控的局面。
1.2土钉墙围护方式
当基坑开始了土方的开挖工程后,可以使用土钉墙的围护方式。具体操作方法是让细长杆件状的土钉定在墙面上,在墙面上喷射钢筋网混凝土面,让墙面形成有混凝土面层、土体和土钉这三个层面的墙体。较上一种加固围护的方式,它的结构较为复杂,只有在深基坑达到8米以上时才能够使用。与之密切相关的因素是周围建筑物的环境,整体工作流程呈现方面的特点,且金钱需求也非常低。
1.3悬臂桩围护方式
这种围护方式所使用的范围都是基坑深度较浅的情况下,且能够与建筑物保持一定的距离。它的操作过程较为复杂,且资金昂贵,耗费时间较长。
1.4桩锚围护方式
桩体在这个围护方式中,体现出良好的保护能力。它能够体现出止水帷幕的一些功能特性,在一定情况下,它的协调能力能够阻挡墙上的水和压力,避免围护结构的变形和窜位。这种围护方式的进行要需要锚杆来在周围维护,发挥稳定固定的效果。针对不同的工作任务,它的需求也有所不同,例如在软基深基坑中,它需要钻孔灌注桩来作为围护,这样工程难度的系数就会大大的加大,工作所需成本也会加大。
1.5喷锚网围护方式
喷锚网围护方式对环境的要求体现在深基坑的土质要为干岩土、足够高的坡边。有需要大范围的进行围护,同时对工艺水平要求较高的情况,这种围护方式就非常适合。它的整体工作方法都非常的前卫,但也会对周围环境产生一定的影响,尤其是对建筑物的影响较大。
1.6地下连续墙围护方式
地下连续墙的优点是对邻近建筑物和地下管线的影响较小,施工时无噪音、无振动,属低公害的施工方法。地下连续墙先施工连续墙两侧土体加固(三轴搅拌桩),在槽壁加固的三轴搅拌桩有一定的强度后,插入进行地下连续墙的导墙施工,导墙达到养护期后,进行地下连续墙施工。
2、大面积深基坑土方开挖技术
基坑开挖完要彻底清理在深基坑周围的荷载。避免因为基坑周围荷载过大而带来的工程安全事故。
土方开挖要做好基坑监测工作,以确保基坑安全的情况下进行施工。如今能够有效实施的开挖方法有逆作法开挖、盆式开挖、中心岛式开挖以及放坡开挖。在这四个开挖方式中,大部分都需要做好围护的工作,除了放坡挖土的工作方式。具体的开挖方式要遵循以下三个顺序,首先要开槽支撑,其次要先撑后挖,最后再进行分层开挖。在施工过程中,要使用井点降水来确保工程的顺利进行。开挖至基坑底时要及时浇筑垫层和底板,减少基坑暴露的时间。
2.1放坡法开挖
在选用放坡法开挖施工时必须要布设多级平台进行分层开挖,每一级平台的宽度选用应不低于1.5m,在进行开挖工作前应选用圆弧滑动简单分条法等,验算边坡的稳定性。通常固结土体可以运用过总应力法确定土体的抗剪强度,并且选择固结快剪峰值指標由基坑大小和土体性质来确定其安全系数;选择该工艺施工应尽可能选在降雨量较少的季节施工便于满足排水要求。 2.2逆作法开挖
该法是由上而下的顺序,先进行地下楼板结构施工,再对土方进行开挖。由于地下结构柱不能在楼板结构施工前完成,所以必须要对楼板结构添加竖向临时支撑,先沿地下建筑轴线或周围其他围护结构向下进行施工,而且要做适当的支撑桩或柱,借此承受施工过程中上部结构自重和施工荷载;该工艺应对开挖深度和基坑边土留设进行严格设计以达到围护结构的要求下先期对土方进行盆式大开挖以保证整个土方开挖的顺利进行,之后则可逐层向下开挖及浇筑各层地下梁板结构直至底板封顶,该工艺因提前对地面部分施工完成而为上部结构施工创造条件,因此在地下土方开挖的同时可进行地上结构施工。
2.3盆式开挖
盆式开挖工艺是先挖出中间部分土体,在周围留出土坡最后挖除,在施工时可利用周围土坡对围护墙起到支撑作用,进而减少围护墙变形。然而在施工中經常有大量的土方不能及时外运,选用该工艺时需对四周的土坡高度、宽度、坡度进行稳定性验算,进而确保安全施工。
2.4中心岛式开挖
中心岛式开挖工艺多选用角撑、边桁架式、环梁式支撑系统,此法可以提高开挖及外运土的速度,如果中间存有较大空间,则可利用中间土台作为支撑点搭设栈桥,施工机械可利用栈桥进入基坑内挖土,运土车辆也可通过栈桥到基坑内运土,因此该工艺尤其适用于超大面积基坑开挖;选用该工艺应验算中间土台高度、边坡坡度及稳定性,尤其在雨季施工应及时进行边坡加固以防滑坡出现;开挖应选用分层施工,通常将第一层全部挖掉并在中间留置土台,周围土体则分层开挖;开挖过程中应尽量缩短土体暴露时间,通常土体在开挖后支撑的安装周期不应超过24h,混凝土支撑则不宜超过48h;选用该工艺施工必须保证开挖顺序与围护结构设计工况一致,并应遵循开槽支撑、先撑后挖、分层开挖及严禁超挖的原则施工,并禁止开挖过程中车辆直接在支撑上通过。
三、结束语
随着时代的步伐在不断前进,深基坑问题也呈现出复杂多样的特点。具体在施工中要做好一切准备,按照地质环境来进行施工,遵循着上述原则,严格把关每个环节,让任务能够高效高质地完成。
参考文献:
[1]陈万立.深基坑在我国发展的现状及主要护方式[J].工程与建设,2009(1):11-13.
[2]宋磊,温庆博.基坑支护结构上的水土压力试验及计算[J].清华大学报,2003(11):1572-1575.
[3]石震东.逆作法工程中主要施工节点的处理[J].建筑施工,2006,28(7):522–523.